基于压缩感知的多通道纳米孔DNA测序检测方案方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于压缩感知的多通道纳米孔DNA测序检测方法和系统，涉及生物微电子技术领域，解决了现有技术中由芯片上数百万个单个纳米孔组成的便携式纳米孔设备中，高速产生的大量传感数据对遵循奈奎斯特采样定律的传统数据采集系统提出极高的设计要求的问题，该方法包括：获取DNA分子序列，将DNA分子序列转换多个稀疏信号；将多个稀疏信号与伪随机序列逐位相乘，得到多个调制序列；对多个调制序列进行求和，得到观测向量，并将观测向量进行ADC量化，得到量化序列；利用正交匹配追踪算法对量化序列进行求解，得到恢复结果；实现了个在不损失重要信息的情况下实现高效的数据压缩，大大降低了系统数据采集前端的资源消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物微电子，尤其涉及一种基于压缩感知的多通道纳米孔dna测序检测方法及系统。

技术介绍

1、自牛津纳米孔技术公司(ont)于2014年推出首台纳米孔测序仪minion以来，纳米孔测序技术及其在基础和应用研究中的应用取得了显著的发展。

2、这项技术依赖于纳米级蛋白质孔或“纳米孔”，该孔用作生物传感器并嵌入电阻聚合物膜中。在电解溶液中，通过在孔两端施加恒定电压以产生通过纳米孔的离子电流，当单链dna通过纳米孔时，由于构成dna分子的含氮碱基有四种(腺嘌呤(a)、胞嘧啶(c)、鸟嘌呤(g)和胸腺嘧啶(t))，可影响流过纳米孔的离子电流，当不同碱基通过时，产生的特征电流不同，通过集成电路对特征电流信号进行检测读出，并将其量化为数字即可实现对dna碱基序列的测定。基于纳米孔的dna测序技术，其核心可归结于对微弱信号的传感与量化过程，与已经发展相对成熟的图像传感器研究有较高的相似性。目前在dna测序技术中的量化过程，一般都采用图像传感器的传统电压域数据处理与量化方法。

3、现有的多通道数据采样量化方案中，时分复用、频分复用方法通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于压缩感知的多通道纳米孔DNA测序检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的多通道采样量化电路，其特征在于，所述获取DNA分子序列，将所述DNA分子序列转换稀疏信号，包括：

3.根据权利要求1所述的基于压缩感知的多通道采样量化电路，其特征在于，所述稀疏信号，包括：

4.根据权利要求1所述的基于压缩感知的多通道采样量化电路，其特征在于，所述调制序列，包括：

5.一种基于压缩感知的多通道纳米孔DNA测序检测系统，其特征在于，包括：M个乘法电路、采样电路和信号恢复电路；所述M个乘法电路与所述采样电路的输入端并联...

【技术特征摘要】

1.一种基于压缩感知的多通道纳米孔dna测序检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的多通道采样量化电路，其特征在于，所述获取dna分子序列，将所述dna分子序列转换稀疏信号，包括：

3.根据权利要求1所述的基于压缩感知的多通道采样量化电路，其特征在于，所述稀疏信号，包括：

4.根据权利要求1所述的基于压缩感知的多通道采样量化电路，其特征在于，所述调制序列，包括：

5.一种基于压缩感知的多通道纳米孔dna测序检测系统，其特征在于，包括：m个乘法电路、采样电路和信号恢复电路；所述m个乘法电路与所述采样电路的输入端并联；所述采样电路的输出端与所述信号恢复电路的输入端串联；

6.根据权利要求5所述的基于压缩感知的多通道采样量...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳刚，白志威，汤华莲，刘伟峰，包军林，李登超，李振荣，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：